WO2018189979A1 - コイル及びそれを用いたモータ - Google Patents

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WO2018189979A1
WO2018189979A1 PCT/JP2018/002745 JP2018002745W WO2018189979A1 WO 2018189979 A1 WO2018189979 A1 WO 2018189979A1 JP 2018002745 W JP2018002745 W JP 2018002745W WO 2018189979 A1 WO2018189979 A1 WO 2018189979A1
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turn
coil
conducting wire
motor
row
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PCT/JP2018/002745
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菱田　光起
祐一 吉川
弘和 山内
慶一郎 額田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435—Wound windings
    • H02K15/0442—Loop windings
    • H02K15/045—Form wound coils

Definitions

  • the present disclosure relates to a coil formed by winding a conducting wire having a square cross section and a motor using the coil.
  • both end portions of the coil constitute a current drawing portion extending to the outer peripheral side of the coil.
  • a region where the coil is not wound that is, a so-called dead space is generated between the tooth and the coil.
  • heat is one of the factors that reduce motor efficiency, and heat is likely to accumulate in the coil due to the generation of Joule heat. Therefore, it is necessary to increase the surface area of the coil in the slot in order to promote heat dissipation from the coil.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and an object thereof is to realize a coil with improved heat dissipation efficiency and a motor using the coil.
  • the coil of the present disclosure includes a first turn to an n-th turn in which a conducting wire having a quadrangular cross section is spirally wound and stacked in the vertical direction (n is an integer of 3 or more)
  • a coil having a turn train composed of: a deformed portion having a shape different from that of the other portions is provided on at least a part of the first to n-th turns.
  • the first turn and the nth turn are located at both ends of the turn train.
  • the outer surface located on the opposite side of the center of the turn train extends in a flat manner along the plane intersecting the turn train in the first turn and the n-th turn by the deforming portion.
  • the first to n-th turns is provided with the deformed portion having a shape different from that of the other portions, and the first and n-th turns positioned at both ends of the turn train.
  • the outer surface located on the opposite side of the center of the turn train extends in a flat manner along a plane intersecting the turn train.
  • the heat dissipation efficiency of the coil can be further increased. Therefore, a highly efficient motor can be realized.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1B. It is a perspective view which shows the coil which concerns on embodiment. It is a side view which shows the coil which concerns on embodiment. It is a perspective view which shows the coil for a comparison. It is a side view which shows the coil for a comparison. 10 is a perspective view showing a coil according to Modification 1.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a coil according to Modification 2.
  • FIG. 10 is a side view showing a coil according to Modification 2.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a coil according to Modification 3.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a coil according to Modification 1.
  • FIG. 1A is a top view showing the motor 1 according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a side view showing the motor 1 according to the embodiment.
  • 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1B.
  • the motor 1 includes a shaft 2, a rotor 3, a stator 4, coils U11 to U41, V12 to V42, W11 to W41, and bus bars 51 to 54 inside a cover case (not shown). Yes.
  • the longitudinal direction of the shaft 2 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1A) is referred to as the Z-axis direction, and the direction orthogonal to this (direction parallel to the paper surface of FIG. 1A) is the X-axis direction, Y Called the axial direction.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other.
  • Integrated means that a plurality of parts are not only mechanically connected by bolting or caulking, but are also electrically connected by material bonding such as covalent bonding, ionic bonding, and metal bonding. This refers to the state of one connected object or one object in which the entire part is material-bonded by melting or the like and electrically connected.
  • the shaft 2 has a hollow portion 2a extending in the Z-axis direction.
  • a plurality of through holes 2 b are provided on the side surface of the shaft 2.
  • the hollow portion 2 a is a passage for the refrigerant C for cooling the inside of the motor 1.
  • the refrigerant C flows in the hollow portion 2 a along the Z-axis direction, and circulates in the motor 1. Further, a part of the refrigerant C flowing in the hollow portion 2a flows out from the plurality of through holes 2b and flows from the center side of the motor 1 to the outside, that is, from the rotor 3 toward the direction where the stator 4 is located.
  • the stator 4 is cooled.
  • the rotor 3 is provided in contact with the outer periphery of the shaft 2.
  • the rotor 3 includes magnets 31 that are opposed to the stator 4 and in which N poles and S poles are alternately arranged along the outer circumferential direction of the shaft 2.
  • a neodymium magnet is used as the magnet 31 used in the rotor 3, but the material, shape, and material of the magnet 31 can be appropriately changed according to the output of the motor and the like.
  • the stator 4 includes a substantially annular stator core 41, a plurality of teeth 42 provided at equal intervals along the inner periphery of the stator core 41, and slots 43 provided between the teeth 42. .
  • the stator 4 is arranged on the outer side of the rotor 3 so as to be spaced apart from the rotor 3 at a certain distance as viewed from the Z-axis direction.
  • the stator core 41 is formed by, for example, punching after laminating electromagnetic steel sheets containing silicon or the like.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 is 10 in total, that is, 5 N poles and 5 S poles facing the stator 4.
  • the number of slots 43 is twelve.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 and the number of slots 43 are not particularly limited to this, and other combinations of the number of magnetic poles and the number of slots are also applicable.
  • the stator 4 has 12 coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41.
  • Each of the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 is attached to the corresponding tooth 42, and is disposed in the corresponding slot 43 when viewed from the Z-axis direction. That is, the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 are concentrated with respect to the teeth 42.
  • the coils U11 to U41 are integrated with the bus bar 51
  • the coils V12 to V42 are integrated with the bus bar 52
  • the coils W11 to W41 are integrated with the bus bar 53, respectively.
  • the first character represents each phase of the motor 1 (in this embodiment, U phase, V phase, W phase).
  • the second letter represents the sequence of coils in the same phase.
  • the third character represents the winding direction of the coil, and in this embodiment, 1 is the clockwise direction and 2 is the counterclockwise direction. Therefore, the coil U11 indicates that the U-phase arrangement order is the first coil and the winding direction is the clockwise direction.
  • Coil V42 is the fourth coil in the V-phase arrangement order, and represents that the winding direction is the counterclockwise direction. Note that “clockwise” means clockwise when viewed from the center of the motor 1, and “counterclockwise” means counterclockwise when viewed from the center of the motor 1.
  • the coils U11 and U41 are U-phase coils, and the coils U22 and U32 are U-bar coils (the direction of the generated magnetic field is opposite to that of the U-phase coil). However, in the following description, unless otherwise specified, they are collectively referred to as U-phase coils. Similarly, the coils V12 to V42 and the coils W11 to W41 are collectively referred to as a V-phase coil and a W-phase coil, respectively.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the coil 5 according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a side view showing the coil 5 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a coil 50 for comparison.
  • FIG. 5 is a side view showing a coil 50 for comparison.
  • 3 and 5 show side surfaces of the lead portions 5c and 5d and the lead portions 50c and 50d provided in the first and fifth turns of the coil 5 and the coil 50, respectively, as viewed from the front end direction. 2 and 3 is applied to the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 attached to the teeth 42 of the motor 1 shown in FIG. 1C.
  • the coil 5 includes a wound conducting wire 5a, an insulating film 5b provided on the surface of the conducting wire 5a, and lead portions 5c and 5d provided in the first and fifth turns of the coil 5, respectively. Yes.
  • the second to fifth turns of the coil 5 are wound in a rectangular shape in plan view, and are composed of four coil sides.
  • the conducting wire 5a is a wire made of a conductive member having a square cross section.
  • the conducting wire 5a forms a turn train in which a single layer is wound spirally for five turns and stacked vertically.
  • the conducting wire 5a is made of, for example, copper, aluminum, zinc, magnesium, brass, iron, SUS (Steel Use Stainless), or the like.
  • a portion wound from the tip of the drawer portion 5c to a position below the position where the drawer portion 5d is provided is defined as a first turn.
  • the subsequent portions that are wound one round at a time are designated as turn 2 to turn 5 in order. How to take the starting point of each turn can be determined arbitrarily.
  • the side on which the first turn of the coil 5 is provided is called “lower”, and the side on which the fifth turn is provided is called “upper”.
  • the insulating film 5b is provided on the entire surface of the conductive wire 5a so as to insulate the coil 5 from an external member (not shown).
  • an external member not shown
  • the coil 5 and the stator core 41 and the coil 5 and the teeth 42 are insulated by the insulating film 5b and an insulating member (not shown) such as insulating paper. ing. Adjacent turns in the coil 5 are insulated by an insulating film 5b.
  • the insulating film 5b is formed of, for example, enamel or heat resistant resin.
  • the insulating film 5b has a thickness of about several tens of ⁇ m, for example, a thickness between 20 ⁇ m and 50 ⁇ m.
  • the drawer portions 5c and 5d are both part of the conducting wire 5a.
  • the lead portions 5c and 5d extend outward from the side surface of the coil 5, in other words, from the plane intersecting the turn row of the conductor 5a, in order to receive a current supply from the outside or to supply a current to the outside. ing.
  • the insulating film 5b is removed in the lead portions 5c and 5d.
  • the insulating film 5b does not need to be removed in the entire region of the lead portions 5c and 5d.
  • the insulating film 5b may be removed only in a portion necessary for connection with the bus bars 51 to 54.
  • a step corresponding to the sum of the thickness of the conductive wire 50a and twice the thickness of the insulating film 50b is formed on the upper surface of the fifth turn. Yes.
  • a step corresponding to the sum of the thickness of the conductive wire 50a and twice the thickness of the insulating film 50b is formed on the lower surface of the first turn.
  • the coil 50 has a lead portion 50c in the first turn and a lead portion 50d in the fifth turn. For this reason, in the coil 50, the level
  • a dead space S in which the conducting wire 5a is not disposed is generated. If there is a dead space S, an air layer is generated, which causes a reduction in the heat dissipation efficiency of the coil 5. For example, when the coil 50 is wound around the tooth 42 shown in FIG. 1C, the space factor of the coil 50 in the stator 4 is lowered.
  • the coil 5 of the present embodiment when viewed from the side of the coil 5, a part of the second turn is prevented so that the dead space S as shown in FIG. 5 does not occur.
  • a deforming portion different from the shape of the other coil side of the second turn is provided on the coil side.
  • the cross-sectional area of the coil side that intersects the lead-out portion 5c is larger than the cross-sectional area of the other coil side.
  • a first cutout portion 5e (deformation portion) is provided on the coil side that intersects with the drawer portion 5c. The first notch 5e is provided so that a part of the first turn is accommodated.
  • one outer surface of the coil 5 opposite to the center of the turn row of the conducting wire 5a, that is, the lower surface of the first turn is turned It extends flush along a plane that intersects the rows.
  • one plane intersecting the turn row is a plane constituted by the lower surface of the first turn and the lower surface of the coil side provided with the first notch 5e in the second turn, that is, the lower surface of the coil 5. It is. That is, the lower surface of the coil 5 is configured as a surface having no step.
  • a deformation different from the shape of the other coil sides of the fifth turn is applied to some coil sides of the fifth turn so that the dead space S as shown in FIG. 5 does not occur.
  • the cross-sectional area of the coil side that intersects the lead portion 5d is larger than the cross-sectional area of the other coil side.
  • a second notch 5f (deformation part) is provided on the coil side intersecting with the lead-out part 5d. The second notch 5f is provided so as to accommodate a part of the fifth turn.
  • another plane intersecting the turn row is the upper surface of the fifth turn and the upper surface of the coil 5. That is, the upper surface of the coil 5 is configured as a surface without a step.
  • a plane without a step” or “extending in a plane along a plane intersecting a turn row” means that a step with a plane without a step or a plane intersecting a turn row is completely It is not a state that is completely absent.
  • the gap may be on the lower surface of the coil 5.
  • the step due to this difference may be on the lower surface of the coil 5.
  • this gap A step due to the above may be present on the upper surface of the coil 5. Further, when the thickness of the fifth turn and the step of the second notch 5f are different within the range of the processing tolerance, the step due to this difference may be on the upper surface of the coil 5.
  • the step as shown in FIGS. 4 and 5 is eliminated, and the dead space S where the conducting wire 5a in the coil 5 is not wound can be reduced. Thereby, the heat dissipation efficiency of the coil 5 can be improved.
  • the space factor of the coil 5 in the slot 43 can be improved. Thereby, the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • the ratio (T / W) of the width W to the thickness T of the conducting wire 5a is closer to 1 and the number of turns of the coil 5 is smaller, the use of the coil 5 according to the present embodiment is more effective for heat dissipation. It is advantageous in terms of efficiency and space factor.
  • the number of turns of the coil 5 is five.
  • the number of turns of the coil 5 is not particularly limited to this, and may be another value.
  • the coil 5 of the present embodiment includes the first to n-th turns (n is an integer of 3 or more) in which a conducting wire having a square cross section is wound spirally and stacked in the vertical direction.
  • n is an integer of 3 or more
  • a deformed portion 5e or 5f having a shape different from that of other portions is provided in at least a part of the conducting wire 5a in the first to n-th turns.
  • the first turn and the nth turn are located at both ends of the turn train.
  • the outer surface located on the opposite side to the center of the turn row is flush with the plane intersecting the turn row. It extends in a shape.
  • the deforming portion may be provided in the first turn and nth turn portions of the conducting wire 5a, or in the second turn and nth turn portions of the conducting wire 5a.
  • the deformed portion having a shape different from that of the other portion is provided on at least a part of the lead wires from the first turn to the n-th turn.
  • the outer surface located on the opposite side of the center of the turn train crosses the turn train by the deforming portion. It can be made to extend flush.
  • the deformed portion includes a first cutout portion 5e provided so that a part of the first turn is accommodated in the second turn conductive wire 5a, and a part of the nth turn in the nth turn conductive wire 5a. And a second cutout portion 5f provided so as to be accommodated.
  • the motor 1 of the present embodiment includes a stator 4 having a stator core 41, a tooth 42 protruding from the stator core 41, and a coil 5 wound around the tooth 42.
  • the heat dissipation efficiency of the coil 5 is further increased, and the space factor of the coil 5 in the stator 4 is improved. Thereby, the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the coil 5 according to the first modification. For convenience of explanation, the drawing portions 5c and 5d are not shown in FIG.
  • the coil 5 according to this modification and the coil 5 shown in FIGS. 2 and 3 have different cross-sectional shapes of the conducting wire 5a.
  • the cross section of the conducting wire 5a of each turn is in a state where a rectangle is inclined. As a result, no step is formed on the side surface of the coil 5.
  • the cross section of the conducting wire 5a of each turn is substantially rectangular. For this reason, a step is formed between adjacent turns on the side surface of the coil 5.
  • the first notch 5e is located on the opposite side to the center of the turn row of the conductor 5a in the coil 5 in the first turn located at the lower end of the turn row.
  • One outer surface, that is, the lower surface of the first turn extends along a plane that intersects the turn train.
  • one plane intersecting the turn row is a plane constituted by the lower surface of the first turn and the lower surface of the coil side provided with the first notch 5e in the second turn, that is, the lower surface of the coil 5. It is. That is, the lower surface of the coil 5 is configured as a surface having no step.
  • the second notch portion 5f causes one outer surface of the coil 5 located on the opposite side to the center of the turn row, that is, the upper surface of the fifth turn. However, it extends flush along another plane intersecting the turn train.
  • another plane intersecting the turn row is the upper surface of the fifth turn and corresponds to the upper surface of the coil 5. That is, the upper surface of the coil 5 is configured as a surface without a step.
  • the dead space can be reduced and the heat dissipation efficiency of the coil 5 can be increased.
  • the space factor of the coil 5 in the slot 43 can be improved. Thereby, the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the coil 5 according to the second modification.
  • FIG. 8 is a side view showing the coil 5 according to the second modification. In FIG. 8, the side surface of the coil 5 is shown as viewed from the front end direction of the lead portions 5c and 5d provided in the first turn and the fifth turn of the coil 5, respectively.
  • the shape of the coil side intersecting with the lead portions 5c and 5d is different from the second turn to the fifth turn in the second turn to the fifth turn. This is different from the shape of the coil side.
  • bent portions which are deformed portions are provided on the coil sides intersecting with the lead portions 5c and 5d, respectively.
  • the bent portion is formed by bending the conductive wire 5a on the coil side intersecting with the lead portions 5c and 5d in a step shape in the second to fifth turns.
  • a bent portion 502 is provided in the second turn
  • a bent portion 503 is provided in the third turn
  • a bent portion 504 is provided in the fourth turn
  • a bent portion 505 is provided in the fifth turn.
  • the coil side including the lead-out portion 5c and the bent portion 502 of the first turn are engaged with each other in contact with each other.
  • the bent portion 502 and the bent portion 503 are engaged with each other in contact with each other.
  • the bent portion 503 and the bent portion 504 are engaged with each other in contact with each other.
  • the bent portion 504 and the bent portion 505 are engaged with each other in contact with each other.
  • the coil side including the lead portion 5d and the bent portion 505 of the fifth turn are engaged with each other in contact with each other.
  • one outer surface located on the opposite side to the center of the turn train of the conductor 5a in the coil 5 That is, the lower surface of the first turn extends along a plane that intersects the turn train.
  • one plane intersecting the turn row is a plane constituted by the lower surface of the first turn and the lower surface of the coil side provided with the first bent portion 502 in the second turn, that is, the lower surface of the coil 5. It is. That is, the lower surface of the coil 5 is configured as a surface having no step.
  • the upper surface of the fifth turn intersects the turn row. It extends in the same plane along the plane.
  • another plane intersecting the turn row is the upper surface of the fifth turn and corresponds to the upper surface of the coil 5. That is, the upper surface of the coil 5 is configured as a surface without a step.
  • the dead space can be reduced and the heat dissipation efficiency of the coil 5 can be increased.
  • the space factor of the coil 5 in the slot 43 can be improved. Thereby, the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • the side surface of the coil 5 wound in a spiral shape can be made substantially rectangular. As a result, when the coil 5 is wound around the tooth 42, the coil can be arranged without a gap, so that the space factor can be improved.
  • the number of turns of the coil 5 is set to 5.
  • the number of turns is not particularly limited, and other values may be used.
  • the deformed portion of the present modified example has the first (i-1) th turn (i is an integer, 3 ⁇ i ⁇ n ⁇ 1) in which a part of the conducting wire 5a is bent in a step shape. And a second bent portion in which a part of the lead wire 5a of the i-th turn is bent in a step shape, and the first bent portion and the second bent portion are in contact with each other. It only has to match.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the coil 5 according to the third modification. For convenience of explanation, the drawing portions 5c and 5d are not shown in FIG.
  • the shape of a part of the coil side of the first turn of the coil 5 is different from the shape of the other coil side of the first turn.
  • the shape of some coil sides of the fifth turn is different from the shape of other coil sides of the fifth turn. That is, a deformed portion different from the shape of the other coil side of the first turn is provided on a part of the coil side of the first turn.
  • a deformed portion different from the shape of the other coil side of the fifth turn is provided on a part of the coil side of the fifth turn.
  • the lower surface of the coil 5 is formed by the lower surface of the first turn and the lower surface of the coil side provided with the first notch 5e in the second turn, and the upper surface of the fifth turn. Constitutes the upper surface of the coil 5.
  • the coil side including the winding start portion in the first turn has a different cross-sectional area with respect to the other coil sides so as to eliminate the dead space.
  • the lower surface of the turn constitutes the lower surface of the coil 5.
  • the coil side including the winding end portion in the fifth turn has a different cross-sectional area from the other coil sides, and the upper surface of the fifth turn constitutes the upper surface of the coil 5. is doing.
  • the lower surface of each extends along a plane that intersects the turn train.
  • one plane intersecting the turn row is the lower surface of the first turn and corresponds to the lower surface of the coil 5. That is, the lower surface of the coil 5 is configured as a surface having no step.
  • the other outer surface of the coil 5 opposite to the center of the turn row of the conductor 5a that is, the upper surface of the fifth turn intersects the turn row. It extends in the same plane along the plane.
  • the other plane intersecting with the turn row is the upper surface of the fifth turn and corresponds to the upper surface of the coil 5. That is, the upper surface of the coil 5 is configured as a surface without a step.
  • transformation part is provided in the conducting wire 5a of the 1st turn and the 5th turn.
  • the dead space can be reduced and the heat dissipation efficiency of the coil 5 can be increased.
  • the space factor of the coil 5 in the slot 43 can be improved. Thereby, the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • the technology disclosed herein is not particularly limited to this.
  • the technology disclosed herein can also be applied to other uses such as a coil in a generator or a reactor in a power device.
  • the drawn portions 5c and 5d are drawn from the same side surface of the coil 5 to the outer peripheral side.
  • the drawing portion 5c and the drawing portion 5d may be drawn to the outer peripheral side from different side surfaces of the coil 5.
  • the lead portions 5c and 5d may be pulled out from the side surfaces of the coil 5 facing each other.
  • the cross-sectional shape of the conducting wire 5a may be a rectangular shape, and may be rectangular, trapezoidal, or parallelogram.
  • the coil 5 is provided with a deformed portion so as to eliminate the dead space generated on both the upper surface and the lower surface of the coil 5.
  • the coil 5 may be provided with a deformed portion so as to eliminate any dead space on the upper surface or the lower surface of the coil 5. Also in this case, the heat dissipation efficiency of the coil 5 can be increased.
  • the coil 5 can be formed by casting. According to this method, a conducting wire having a large cross-sectional area can be easily formed into a spiral wound coil. However, it is not limited to casting, and may be formed by other methods.
  • the cutting may be performed from a solid material such as copper, aluminum, zinc, magnesium, iron, SUS, or brass. Further, for example, the individually molded parts may be joined by welding or the like.
  • the coil according to the present disclosure can further improve the heat dissipation efficiency, and is useful for application to a motor or a power device.

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Abstract

コイルは、断面が四角形状の導線が螺旋状に巻回されて上下方向に積層された第１ターン～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有し、第１ターン～第ｎターンのうちの少なくとも一部の導線に他の部分と形状が異なる変形部が設けられている。また、第１ターン及び第ｎターンがターン列の両端部に位置する。また、変形部により、第１ターン及び第ｎターンにおいて、ターン列の中央と反対側に位置する外面が、ターン列と交差する平面に沿って面一状に延びている。

Description

コイル及びそれを用いたモータ
　本開示は、断面が四角形状の導線を巻回してなるコイル及びそれを用いたモータに関する。
　近年、産業、車載用途でモータの需要が高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。
　モータの効率向上の手法の一つとして、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。
　コイルの占積率を向上させる手法として、断面が矩形状の銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
　コイルをスロット内に配置するにあたっては、ステータに設けられたティースに対してコイルを螺旋状に巻回する。しかし、通常、外部からの電流供給を受けるため、及び、外部に電流を供給するために、コイルの両端部は、コイルの外周側に延在する電流引出し部を構成している。この引出し部により、ティースとコイルとの間に、コイルが巻回されない領域、いわゆるデッドスペースが生じてしまう。一方、モータ効率を低下させる要因の１つに熱があり、ジュール熱の発生により、コイルに熱が溜まりやすい。よって、コイルからの放熱を促進するために、スロット内でのコイルの表面積を増やす必要がある。しかし、上記のようにコイルが巻回されない領域があることで、コイルの放熱効率向上を妨げる要因となっていた。
独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
　本開示は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、放熱効率がより向上したコイル、及びそれを用いたモータを実現することである。
　上記の目的を達成するために、本開示のコイルは、断面が四角形状の導線が螺旋状に巻回されて上下方向に積層された第１ターン～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイルであって、第１ターン～第ｎターンのうちの少なくとも一部の導線に他の部分と形状が異なる変形部が設けられている。また、第１ターン及び第ｎターンがターン列の両端部に位置する。また、変形部により、第１ターン及び第ｎターンにおいて、ターン列の中央と反対側に位置する外面が、ターン列と交差する平面に沿って面一状に延びている。
　この構成によれば、第１ターン～第ｎターンのうちの少なくとも一部の導線に他の部分と形状が異なる変形部が設けられて、ターン列の両端部に位置する第１及び第ｎターンにおいて、ターン列の中央と反対側に位置する外面が、ターン列と交差する平面に沿って面一状に延びている。これにより、コイルを螺旋状に巻回する場合に生じる、導線が巻回されないデッドスペースを低減することができる。したがって、コイルの放熱効率を高めることができる。
　本開示によれば、コイルの放熱効率をより高めることができる。よって、高効率なモータを実現することができる。
実施形態に係るモータを示す上面図である。 実施形態に係るモータを示す側面図である。 図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ線での断面図である。 実施形態に係るコイルを示す斜視図である。 実施形態に係るコイルを示す側面図である。 比較のためのコイルを示す斜視図である。 比較のためのコイルを示す側面図である。 変形例１に係るコイルを示す斜視図である。 変形例２に係るコイルを示す斜視図である。 変形例２に係るコイルを示す側面図である。 変形例３に係るコイルを示す斜視図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは、全くない。
　（実施形態）
　［モータ構造］
　図１Ａは、実施形態に係るモータ１を示す上面図である。図１Ｂは、実施形態に係るモータ１を示す側面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ線での断面図である。ただし、いずれの図においても、カバーケース等は図示していない。モータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、シャフト２と、ロータ３と、ステータ４と、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１と、バスバー５１～５４と、を備えている。
　ここで、シャフト２の長手方向（図１Ａの紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼び、これに直交する方向（図１Ａの紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶ。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
　「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけでなく、共有結合、イオン結合、金属結合などの材料結合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または部品全体が溶融などによって材料結合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
　シャフト２は、Ｚ軸方向に延びる中空部２ａを内部に有している。シャフト２の側面には複数の貫通孔２ｂが設けられている。中空部２ａはモータ１の内部を冷却するための冷媒Ｃの通路である。冷媒Ｃは中空部２ａ内をＺ軸方向に沿って流れており、モータ１の内部で循環して流れている。また、中空部２ａ内を流れる冷媒Ｃの一部は、複数の貫通孔２ｂから流れ出て、モータ１の中心側から外側、つまりロータ３からステータ４のある方向に向けても流れ、ロータ３及びステータ４を冷却する。
　ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１として、ネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
　ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って、離間して配置されている。
　ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
　本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用される。
　ステータ４は、１２個のコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１を有している。コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１の各々は、対応するティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、対応するスロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１～Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２～Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１～Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化されて配置されている。
　ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、「時計回り」とは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
　厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２～Ｖ４２及びコイルＷ１１～Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
　［コイル構造］
　図２は、実施形態に係るコイル５を示す斜視図である。図３は、実施形態に係るコイル５を示す側面図である。図４は、比較のためのコイル５０を示す斜視図である。図５は、比較のためのコイル５０を示す側面図である。なお、図３及び図５は、コイル５及びコイル５０の第１及び第５ターンにそれぞれ設けられた引出し部５ｃ，５ｄ及び引出し部５０ｃ，５０ｄの先端方向から見た側面を示している。また、図２及び図３に示すコイル５は、図１Ｃに示すモータ１のティース４２に装着されたコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１に適用される。
　コイル５は、巻回された導線５ａと、導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂと、コイル５の第１ターン及び第５ターンにそれぞれ設けられた引出し部５ｃ，５ｄとを有している。コイル５の第２ターン～第５ターンは、平面視で矩形状に巻回され、４つのコイル辺からなる。
　導線５ａは、断面が四角形状の導電部材からなる線材である。導線５ａは、螺旋状に単層で５ターン巻回されて上下方向に積層されたターン列をなしている。導線５ａは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、またはＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）等によって形成されている。
　なお、以降の説明において、引出し部５ｃの先端から引出し部５ｄが設けられた位置の下方まで巻回された部分を第１ターンとする。以降の１周ずつ巻回された部分を順に第２ターン～第５ターンとする。各ターンの始点の取り方は任意に定めることができる。コイル５の第１ターンが設けられた側を「下」、第５ターンが設けられた側を「上」と呼ぶ。
　絶縁皮膜５ｂは、コイル５と外部の部材（図示せず）を絶縁するように、導線５ａの表面全体に設けられている。例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、絶縁皮膜５ｂ及び図示しない絶縁部材、例えば絶縁紙等によって、コイル５とステータコア４１との間、及び、コイル５とティース４２との間が絶縁されている。コイル５における隣接するターン間は絶縁皮膜５ｂによって絶縁されている。絶縁皮膜５ｂは、例えば、エナメルまたは耐熱樹脂等によって形成されている。絶縁皮膜５ｂの厚みは、数十μｍ程度、例えば、２０μｍから５０μｍの間の厚みである。
　引出し部５ｃ，５ｄは、いずれも導線５ａの一部である。引出し部５ｃ，５ｄは、外部から電流の供給を受けるため、あるいは外部に電流を供給するために、コイル５の側面、言いかえると、導線５ａのターン列と交差する平面から外側に延在している。外部の部材、例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すバスバー５１～５４のいずれかと接続するために、引出し部５ｃ，５ｄにおいて、絶縁皮膜５ｂが除去されている。絶縁皮膜５ｂは、引出し部５ｃ，５ｄの全領域で除去されている必要はなく、例えば、バスバー５１～５４との接続に必要な部分のみ絶縁皮膜５ｂが除去されていればよい。
　ここで、比較のためのコイル５０の形状と、本実施形態に係るコイル５の形状との違いについて図面を用いて説明する。
　まず、図４，５に示すように、比較のためのコイル５０では、第５ターンの上面に、導線５０ａの厚みと絶縁皮膜５０ｂの２倍の厚みとの和に相当する段差が形成されている。同様に、第１ターンの下面に、導線５０ａの厚みと絶縁皮膜５０ｂの２倍の厚みとの和に相当する段差が形成されている。コイル５０は、第１ターンに引出し部５０ｃを、第５ターンに引出し部５０ｄをそれぞれ有している。このため、コイル５０において、第１ターン及び第５ターンにそれぞれ引出し部５０ｃ，５０ｄの厚みに相当する段差が生じる。その結果、図５に示すように、導線５ａが配置されないデッドスペースＳが生じる。デッドスペースＳがあると、空気層が生じ、コイル５の放熱効率を低下させる要因となる。また、例えば、コイル５０を図１Ｃに示すティース４２に巻回した場合、ステータ４内でのコイル５０の占積率は低下してしまう。
　一方、図２及び図３に示すように本実施形態のコイル５では、コイル５の側面から見たとき、図５に示すようなデッドスペースＳが生じないように、第２ターンの一部のコイル辺に第２ターンの他のコイル辺の形状と異なる変形部が設けられている。具体的には、第２ターンのうち、引出し部５ｃと交差するコイル辺の断面積が他のコイル辺の断面積よりも大きい。また、引出し部５ｃと交差するコイル辺に第１の切欠部５ｅ（変形部）が設けられている。第１の切欠部５ｅは、第１ターンの一部が収容されるように設けられている。第１の切欠部５ｅにより、ターン列の下端部に位置する第１ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第１ターンの下面が、ターン列と交差する一の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する一の平面は、第１ターンの下面と第２ターンのうち第１の切欠部５ｅが設けられたコイル辺の下面とで構成される面、つまりコイル５の下面である。つまり、コイル５の下面は段差のない面として構成されている。
　同様に、コイル５の側面から見たとき、図５に示すようなデッドスペースＳが生じないように、第５ターンの一部のコイル辺に第５ターンの他のコイル辺の形状と異なる変形部が設けられている。具体的には、第５ターンのうち、引出し部５ｄと交差するコイル辺の断面積が他のコイル辺の断面積よりも大きい。また、引出し部５ｄと交差するコイル辺に第２の切欠部５ｆ（変形部）が設けられている。第２の切欠部５ｆは、第５ターンの一部が収容されるように設けられている。第２の切欠部５ｆにより、ターン列の上端部に位置する第５ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第５ターンの上面が、ターン列と交差する別の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する別の平面は、第５ターンの上面であり、コイル５の上面である。つまり、コイル５の上面は段差のない面として構成されている。
　ここで、「段差のない面」あるいは「ターン列に交差する平面に沿って面一状に延びている」とは、完全に段差のない状態の面またはターン列に交差する平面との段差が完全に無い状態をいうのではない。例えば、第１の切欠部５ｅの底面と、第１の切欠部５ｅに収容される第１ターンの一部の上面との間に組立公差または加工公差の範囲で隙間がある場合、この隙間に起因した段差が、コイル５の下面にあってもよい。また、第１ターンの厚みと第１の切欠部５ｅの段差とが加工公差の範囲で異なる場合は、この差に起因した段差が、コイル５の下面にあってもよい。同様に、第２の切欠部５ｆの底面と、第２の切欠部５ｆに収容される第５ターンの一部の下面との間に組立公差または加工公差の範囲で隙間がある場合、この隙間に起因した段差が、コイル５の上面にあってもよい。また、第５ターンの厚みと第２の切欠部５ｆの段差とが加工公差の範囲で異なる場合は、この差に起因した段差が、コイル５の上面にあってもよい。
　コイル５を図２，３に示すような形状にすることで、図４，５に示すような段差を無くして、コイル５における導線５ａが巻回されないデッドスペースＳを低減することができる。これにより、コイル５の放熱効率を向上させることができる。また、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、スロット４３内でのコイル５の占積率を向上させることができる。これにより、モータ１の効率を向上させることができる。特に、導線５ａの幅Ｗと厚みＴとの比（Ｔ／Ｗ）が１に近くなる程、また、コイル５のターン数が小さい程、本実施形態に係るコイル５を使用することは、放熱効率及び占積率の点で有利である。
　本実施形態では、コイル５のターン数を５とした。しかし、コイル５のターン数は、特にこれに限定されず、他の値であってもよい。
　以上のように、本実施形態のコイル５は、断面が四角形状の導線が螺旋状に巻回されて上下方向に積層された第１ターン～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイル５であって、第１ターン～第ｎターンのうちの少なくとも一部の導線５ａに他の部分と形状が異なる変形部５ｅまたは５ｆが設けられている。また、第１ターン及び第ｎターンがターン列の両端部に位置している。また、変形部５ｅまたは５ｆにより、ターン列の両端部に位置する第１ターン及び第ｎターンにおいて、ターン列の中央と反対側に位置する外面が、ターン列と交差する平面に沿って面一状に延びている。
　これにより、コイル５を螺旋状に巻回する場合に生じる、導線が巻回されないデッドスペースＳを低減することができる。したがって、コイルの放熱効率を高めることができる。
　また、変形部は、導線５ａの第１ターン及び第ｎターンの部分、または導線５ａの第２ターン及び第ｎターンの部分に設けられていれてもよい。
　この構成によれば、第１ターン～第ｎターンのうちの少なくとも一部の導線に、他の部分と形状が異なる変形部が設けられている。変形部により、ターン列の両端部に位置する第１及び第ｎターン、または第２ターン及び第ｎターンにおいて、ターン列の中央と反対側に位置する外面がターン列と交差する平面に沿って面一状に延びるようにすることができる。
　また、変形部は、第２ターンの導線５ａに第１ターンの一部が収容されるように設けられた第１の切欠部５ｅと、第ｎターンの導線５ａに第ｎターンの一部が収容されるように設けられた第２の切欠部５ｆと、を有していてもよい。
　この構成によれば、コイル５の一部のターンを変形させる。これにより、導線５ａが巻回されないデッドスペースＳを低減し、コイル５の放熱効率を高めることができる。
　また、本実施形態のモータ１は、ステータコア４１と、ステータコア４１から突出したティース４２と、ティース４２に巻回されたコイル５と、を有するステータ４を備えている。
　この構成によれば、コイル５の放熱効率がより高まるとともに、ステータ４内でのコイル５の占積率が向上する。これにより、モータ１の効率を高めることができる。
　（変形例１）
　図６は、変形例１に係るコイル５を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図６において、引出し部５ｃ，５ｄの図示を省略している。
　本変形例に係るコイル５と図２，３に示すコイル５とでは、導線５ａの断面の形状が異なっている。図２，３に示すコイル５では、各ターンの導線５ａの断面は矩形を斜めにした状態となる。これにより、コイル５の側面に段差が形成されないようにしている。一方、図６に示すコイル５では、各ターンの導線５ａの断面が実質的な矩形状である。このため、コイル５の側面において、隣接するターン間で段差が形成されている。
　図６に示すように、本変形例においても、第１の切欠部５ｅにより、ターン列の下端部に位置する第１ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第１ターンの下面が、ターン列と交差する一の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する一の平面は、第１ターンの下面と第２ターンのうち第１の切欠部５ｅが設けられたコイル辺の下面とで構成される面、つまりコイル５の下面である。つまり、コイル５の下面は段差のない面として構成されている。
　同様に、第２の切欠部５ｆにより、ターン列の上端部に位置する第５ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第５ターンの上面が、ターン列と交差する別の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する別の平面は、第５ターンの上面であり、コイル５の上面に相当する。つまり、コイル５の上面は段差のない面として構成されている。
　本変形例においても、デッドスペースを低減し、コイル５の放熱効率を高めることができる。また、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、スロット４３内でのコイル５の占積率を向上させることができる。これにより、モータ１の効率を向上させることができる。
　なお、本変形例においては、コイル５の側面に段差が形成されているため、上記の占積率は図２，３に示す構成のコイル５と比べて若干低下する。しかし、第２ターン及び第５ターンの一部を除き、導線５ａとして一般的な、断面が矩形状の線材を用いることができるため、製造コストの面で有利である。
　（変形例２）
　図７は、変形例２に係るコイル５を示す斜視図である。図８は、変形例２に係るコイル５を示す側面図である。図８において、コイル５の第１ターン及び第５ターンにそれぞれ設けられた引出し部５ｃ，５ｄの先端方向から見た、コイル５の側面を示している。
　本変形例に係るコイル５と図２，３に示すコイル５とでは、第２ターン～第５ターンにおいて、引出し部５ｃ，５ｄと交差するコイル辺の形状が第２ターン～第５ターンの他のコイル辺の形状と異なっている。
　図７，８に示すように、第２ターン～第５ターンにおいて、引出し部５ｃ，５ｄと交差するコイル辺にそれぞれ変形部である折り曲げ部が設けられている。折り曲げ部は、第２ターン～第５ターンにおいて、引出し部５ｃ，５ｄと交差するコイル辺の導線５ａが段差状に折り曲げられて形成されている。具体的には、第２ターンに折り曲げ部５０２が、第３ターンに折り曲げ部５０３が、第４ターンに折り曲げ部５０４が、第５ターンに折り曲げ部５０５がそれぞれ設けられている。
　第１ターンと第２ターンとの間では、第１ターンのうち引出し部５ｃを含むコイル辺と折り曲げ部５０２とが互いに当接した状態で係合している。第２ターンと第３ターンとの間では、折り曲げ部５０２と折り曲げ部５０３とが互いに当接した状態で係合している。第３ターンと第４ターンとの間では、折り曲げ部５０３と折り曲げ部５０４とが互いに当接した状態で係合している。第４ターンと第５ターンとの間では、折り曲げ部５０４と折り曲げ部５０５とが互いに当接した状態で係合している。第５ターンでは、第５ターンのうち引出し部５ｄを含むコイル辺と折り曲げ部５０５とが互いに当接した状態で係合している。
　さらに、図７，８に示すように、本変形例においても、ターン列の下端部に位置する第１ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第１ターンの下面が、ターン列と交差する一の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する一の平面は、第１ターンの下面と第２ターンのうち第１の折り曲げ部５０２が設けられたコイル辺の下面とで構成される面、つまりコイル５の下面である。つまり、コイル５の下面は段差のない面として構成されている。
　同様に、ターン列の上端部に位置する第５ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第５ターンの上面が、ターン列と交差する別の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する別の平面は、第５ターンの上面であり、コイル５の上面に相当する。つまり、コイル５の上面は段差のない面として構成されている。
　本変形例においても、デッドスペースを低減し、コイル５の放熱効率を高めることができる。また、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、スロット４３内でのコイル５の占積率を向上させることができる。これにより、モータ１の効率を向上させることができる。また、コイル５において、第２ターン～第５ターンに折り曲げ部５０２～５０５を設けることで、螺旋状に巻回されたコイル５において、側面形状を実質的に矩形状にすることができる。このことにより、コイル５をティース４２に巻回した場合、隙間無くコイルを配置できるため、占積率を向上することができる。
　本変形例では、コイル５のターン数を５としたが、特にこれに限定されず、他の値であってもよい。
　以上のように、本変形例の変形部は、第（ｉ－１）ターン（ｉは整数であり、３≦ｉ≦ｎ－１）の一部の導線５ａが段差状に折り曲げられた第１の折り曲げ部と、第ｉターンの一部の導線５ａが段差状に折り曲げられた第２の折り曲げ部とを有し、第１の折り曲げ部及び第２の折り曲げ部は互いに当接した状態で係合していればよい。
　（変形例３）
　図９は、変形例３に係るコイル５を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図９において、引出し部５ｃ，５ｄの図示を省略している。
　本変形例に係るコイル５と図２，３に示すコイル５とでは、コイル５の第１ターンの一部のコイル辺の形状が、第１ターンの他のコイル辺の形状と異なっている。同様に、第５ターンの一部のコイル辺の形状が、第５ターンの他のコイル辺の形状と異なっている。つまり、第１ターンの一部のコイル辺に、第１ターンの他のコイル辺の形状と異なる変形部が設けられている。第５ターンの一部のコイル辺に、第５ターンの他のコイル辺の形状と異なる変形部が設けられている。
　図２，３に示すコイル５では、第１ターンの下面と第２ターンのうち第１の切欠部５ｅが設けられたコイル辺の下面とでコイル５の下面を構成し、第５ターンの上面がコイル５の上面を構成している。これに対し、本変形例に係るコイル５では、デッドスペースをなくすように、第１ターンにおける巻き始め部を含むコイル辺は、他のコイル辺に対して断面積が変化しており、第１ターンの下面がコイル５の下面を構成している。同様に、デッドスペースをなくすように、第５ターンにおける巻き終わり部を含むコイル辺は、他のコイル辺に対して断面積が変化しており、第５ターンの上面がコイル５の上面を構成している。
　図９に示すように、本変形例においても、ターン列の下端部に位置する第１ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する一方の外面、つまり第１ターンの下面が、ターン列と交差する一方の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する一方の平面は、第１ターンの下面であり、コイル５の下面に相当する。つまり、コイル５の下面は段差のない面として構成されている。
　同様に、ターン列の上端部に位置する第５ターンにおいて、コイル５における導線５ａのターン列の中央と反対側に位置する他方の外面、つまり第５ターンの上面が、ターン列と交差する別の平面に沿って面一状に延びている。ここで、ターン列と交差する他方の平面は、第５ターンの上面であり、コイル５の上面に相当する。つまり、コイル５の上面は段差のない面として構成されている。また、図９に示すように、変形部は、第１ターン及び第５ターンの導線５ａに設けられている。
　本変形例においても、デッドスペースを低減し、コイル５の放熱効率を高めることができる。また、図１Ａ～図１Ｃに示すモータ１において、スロット４３内でのコイル５の占積率を向上させることができる。これにより、モータ１の効率を向上させることができる。
　なお、変形例及び実施形態において、コイル５がモータ１のステータ４内に設けられた例を用いて説明した。しかし、ここに開示する技術は、特にこれに限定されることはない。ここに開示する技術は、他の用途、例えば、発電機内のコイル、または電力機器内のリアクトル等にも適用できる。
　引出し部５ｃ，５ｄがコイル５の同じ側面から外周側に引き出されている例を示した。しかし、引出し部５ｃと引出し部５ｄとがコイル５の異なる側面から外周側に引き出されていてもよい。例えば、コイル５の互いに対向する側面から、引出し部５ｃ，５ｄがそれぞれ引き出されていてもよい。また、導線５ａの断面形状は四角形であればよく、矩形状でも、台形状でも、あるいは平行四辺形でもよい。
　変形例及び実施形態において、コイル５の上面及び下面の両方において生じるデッドスペースをなくすように、コイル５に変形部を設けた。しかし、コイル５の上面または下面のいずれかのデッドスペースをなくすように、コイル５に変形部を設けてもよい。この場合も、コイル５の放熱効率を高めることができる。
　コイル５は鋳造により形成することができる。この方法によれば、断面積の大きい導線を容易に螺旋状の巻回コイルに成形することができる。ただし、鋳造に限られず、他の方法で形成してもよい。例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ＳＵＳ、または真鍮などの固体物から削りだしを行ってもよい。また、例えば、個々に成形された部品同士を溶接等により接合して形成してもよい。
　本開示に係るコイルは、放熱効率をより高めることができ、モータまたは電力機器に適用する上で有用である。
１　　モータ
２　　シャフト
２ａ　　中空部
２ｂ　　貫通孔
３　　ロータ
４　　ステータ
５　　コイル
５ａ　　導線
５ｂ　　絶縁皮膜
５ｃ，５ｄ　　引出し部
５ｅ　　第１の切欠部（変形部）
５ｆ　　第２の切欠部（変形部）
３１　　磁石
４１　　ステータコア
４２　　ティース
４３　　スロット
５０　　コイル
５０ａ　　導線
５０ｂ　　絶縁皮膜
５０ｃ，５０ｄ　　引出し部
５１～５４　　バスバー
５０２，５０４　　折り曲げ部（第１の折り曲げ部）
５０３，５０５　　折り曲げ部（第２の折り曲げ部）
Ｃ　　冷媒
Ｓ　　デッドスペース
Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１　　コイル

Claims (5)

  1. 断面が四角形状の導線が螺旋状に巻回されて上下方向に積層された第１ターン～第ｎターン（ｎは３以上の整数）からなるターン列を有するコイルであって、前記第１ターン～前記第ｎターンのうちの少なくとも一部の前記導線に他の部分と形状が異なる変形部が設けられており、
    前記第１ターン及び前記第ｎターンが前記ターン列の両端部に位置し、
    前記変形部により、前記第１ターン及び前記第ｎターンにおいて、前記ターン列の中央と反対側に位置する外面が、前記ターン列と交差する平面に沿って面一状に延びているコイル。
  2. 前記変形部は、前記導線の前記第１ターン及び前記第ｎターンの部分、または前記導線の第２ターン及び前記第ｎターンの前記部分に設けられている請求項１に記載のコイル。
  3. 前記変形部は、前記第２ターンの前記導線に前記第１ターンの一部が収容されるように設けられた第１の切欠部と、
    前記第ｎターンの前記導線に前記第ｎターンの一部が収容されるように設けられた第２の切欠部と、を有している請求項２に記載のコイル。
  4. 前記変形部は、第（ｉ－１）ターン（ｉは整数であり、３≦ｉ≦ｎ－１）の一部の前記導線が段差状に折り曲げられた第１の折り曲げ部と、第ｉターンの一部の前記導線が段差状に折り曲げられた第２の折り曲げ部とを有し、
    前記第１の折り曲げ部及び前記第２の折り曲げ部は互いに当接した状態で係合している請求項２に記載のコイル。
  5. ステータコアと、
    前記ステータコアから突出したティースと、
    前記ティースに巻回された請求項１に記載のコイルと、を有するステータを備えているモータ。
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